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Quantum Fisher Information of Two Moving Four-Level Atoms
Journal of Russian Laser Research ( IF 0.9 ) Pub Date : 2020-05-30 , DOI: 10.1007/s10946-020-09880-y
S. Jamal Anwar , M. Usman , M. Ramzan , M. Khalid Khan

We investigate dynamics of quantum entanglement (QE) and quantum Fisher information (QFI) of a system of two four-level atoms moving in the thermal environment. The time evolution of the state vector of the whole quantum system interacting with the thermal field is investigated numerically in the presence of intrinsic decoherence (ID). We see that ID and the thermal environment play a prominent role in the time evolution of the quantum system. QFI and von Neumann entropy (VNE) show the opposite response during their time evolution in the presence of the thermal environment. QFI is seen as more prone to intrinsic decoherence when compared with the VNE in the presence of the thermal environment. VNE changes remarkably with increase in the intrinsic decoherence parameter without the atomic motion. However, the periodic response of VNE is seen because of the atomic motion which gets modest under environmental effects. The decay of VNE is further damped at larger time scales that confirm that ID affects the system dynamics in a thermal environment. Moreover, VNE and QFI saturate to a lower level for larger time-scales under these environments. The damping response of VNE is observed under intrinsic decoherence for larger time scales. The VNE and QFI saturate to a lower level for larger time scales under the environmental effects. Moreover, one sees that the thermal environment induces a quicker decay of VNE when compared with the decay induced by ID. In this manner, the ID and thermal environment are found to suppress the nonclassical effects of the quantum system.

中文翻译:

两个运动的四能级原子的量子Fisher信息

我们研究了在热环境中移动的两个四能级原子系统的量子纠缠(QE)和量子Fisher信息(QFI)的动力学。在存在固有退相干(ID)的情况下,以数值方式研究了整个量子系统与热场相互作用的状态向量的时间演化。我们看到ID和热环境在量子系统的时间演化中起着重要作用。QFI和冯·诺依曼熵(VNE)在存在热环境的情况下在时间演化过程中显示出相反的响应。在存在热环境的情况下,与VNE相比,QFI被认为更倾向于固有的退相干。VNE随固有退相干参数的增加而显着变化,而无原子运动。然而,由于原子运动在环境影响下适度,因此可以看到VNE的周期性响应。在更大的时间尺度上,VNE的衰减会进一步受到抑制,这证实了ID会影响热环境中的系统动力学。此外,在这些环境下,VNE和QFI在较大的时间范围内会饱和到较低的水平。在较大时间范围内,在固有退相干下观察到VNE的阻尼响应。在环境影响下,较大的时间范围内,VNE和QFI的饱和度较低。此外,与ID引起的衰变相比,热环境导致VNE的衰变更快。以这种方式,发现ID和热环境抑制了量子系统的非经典效应。在更大的时间尺度上,VNE的衰减会进一步受到抑制,这证实了ID会影响热环境中的系统动力学。此外,在这些环境下,VNE和QFI对于较大的时间尺度会饱和到较低的水平。在较大时间范围内,在固有退相干下观察到VNE的阻尼响应。在较大的时间范围内,VNE和QFI在环境影响下会饱和到较低的水平。此外,与ID引起的衰变相比,热环境导致VNE的衰变更快。以这种方式,发现ID和热环境抑制了量子系统的非经典效应。在更大的时间尺度上,VNE的衰减会进一步受到抑制,这证实了ID会影响热环境中的系统动力学。此外,在这些环境下,VNE和QFI对于较大的时间尺度会饱和到较低的水平。在较大时间范围内,在固有退相干下观察到VNE的阻尼响应。在环境影响下,较大的时间范围内,VNE和QFI的饱和度较低。此外,与ID引起的衰变相比,热环境导致VNE的衰变更快。以这种方式,发现ID和热环境抑制了量子系统的非经典效应。在这些环境下,较大的时间范围内,VNE和QFI会降低到较低的水平。在较大时间范围内,在固有退相干下观察到VNE的阻尼响应。在环境影响下,较大的时间范围内,VNE和QFI的饱和度较低。此外,与ID引起的衰变相比,热环境导致VNE的衰变更快。以这种方式,发现ID和热环境抑制了量子系统的非经典效应。在这些环境下,较大的时间范围内,VNE和QFI会降低到较低的水平。在较大时间范围内,在固有退相干下观察到VNE的阻尼响应。在环境影响下,较大的时间范围内,VNE和QFI的饱和度较低。此外,与ID引起的衰变相比,热环境导致VNE的衰变更快。以这种方式,发现ID和热环境抑制了量子系统的非经典效应。
更新日期:2020-05-30
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